המוח שלנו לא מגיב בצורה קבועה ומכנית כמו מעגלים אלקטרוניים. גם אם אנחנו רואים את אותה סצנה כל יום בנסיעה לעבודה, מה שאנחנו מרגישים – והאם זה משאיר רושם מתמשך – תלוי במצב הפנימי שלנו באותו רגע. לדוגמה, הנסיעה שלך לעבודה עשויה להיות מטושטש אם אתה עייף מכדי לשים לב לסביבה שלך.
המחזור של 24 שעות שבני אדם עוקבים אחריו באופן טבעי הוא אחד הגורמים שמעצבים את הסביבה הפנימית של המוח. מחזורים פיזיולוגיים פנימיים אלו נובעים ממשחק הגומלין בין השעון הצירקדי הפנימי של הגוף לבין מחזור האור-חושך החיצוני המסנכרן אותו. עם זאת, האופן שבו תנודות יומיומיות כאלה משפיעות על הכימיה של המוח ומשפיעות על ההתרגשות והפלסטיות של העצבים נותרה בלתי ידועה במידה רבה. כעת, חוקרים מאוניברסיטת טוהוקו צפו ישירות בשינויים תלויי זמן ביום בתגובות האותות העצביים במוחם של חולדות ליליות.
הממצאים פורסמו ב מחקר מדעי המוח ב-31 באוקטובר 2025.
באמצעות אופטוגנטיקה, הצוות הפעיל נוירונים בקליפת הראייה של חולדות ותיעד את הפעילות החשמלית שנוצרה. גישה זו אפשרה כימות מדויק של היענות עצבית. הם גילו שגירויים עצביים זהים עוררו תגובות שונות בהתאם לשעה ביום. הפעילות העצבית הופחתה בזריחה והתגברה בשקיעה. מכיוון שחולדות הן ליליות, הזריחה מייצגת את התקופה שלאחר לילה של פעילות שבה הן מתכוננות לישון.
כדי לחקור את המנגנון הבסיסי שמסביר מדוע זה התרחש, החוקרים בחנו את אדנוזין, נוירומודולטור המצטבר בזמן ערות וגורם לנו להרגיש ישנוניים. כאשר החוקרים חסמו את פעולת האדנוזין, הפעילות העצבית עם הזריחה הפכה ללא עיכובים והתגברה, מה שמראה כי אדנוזין מסייע לווסת את התרגשות קליפת המוח לאורך היום.
התרגשות עצבית אינה קבועה; זה תלוי במצב הפנימי של המוח. התוצאות שלנו מראות שאפילו נוירונים זהים יכולים להגיב בצורה שונה בהתאם לשעה ביום, הנשלטת על ידי מולקולות כמו אדנוזין המקשרות חילוף חומרים, שינה ואיתות עצבי".
פרופסור קו מטסוי, אוניברסיטת טוהוקו
הצוות בדק גם האם היכולת של המוח לפוטנציציה ארוכת טווח (LTP), בסיס תאי של למידה וזיכרון, משתנה עם הזמן ביום. זה מייצג את הפוטנציאל של המוח למטפלסטיות (היכולת של המוח להתאים באיזו קלות הרשתות שלו משתנות). באופן מדהים, גירוי אופטי חוזר ונשנה גרר שיפור דמוי LTP בזריחה, אך לא בשקיעה. זה היה בלתי צפוי, שכן הוא מצביע על כך שלמרות שלחץ השינה והעייפות מגיעים לשיא עם הזריחה, הפוטנציאל המטאפלסטי של המוח מוגבר בשלב זה. ממצאים אלו מצביעים על כך שהיכולת של המוח לארגן את עצמו מחדש עוקבת אחר קצב יומי, עם תקופות ספציפיות יותר טובות ללמידה ולהסתגלות.
"תוצאות אלו מרמזות שלמוח שלנו יש חלונות זמניים המעדיפים יכולת הסתגלות", מסבירה החוקרת הראשית יוקי דונן. "הידיעה מתי המוח הכי פתוח לשינויים יכולה לעזור לייעל טיפולים מבוססי אימון, שיקום וגירוי".
בבני אדם, הפעילים בעיקר בשעות היום, יכולת הלמידה ויצירת הזיכרון עשויה להגיע לשיא בתקופת הדמדומים המתקרבת לשקיעה. במילים אחרות, הזמן הטוב ביותר ללמוד או ללמוד משהו חדש עשוי להיות לפני השינה.
המחקר חושף כיצד מקצבים יומיומיים מכוונים עדין את האיזון בין ריגוש לפלסטיות בקליפת המוח. מכיוון שרמות האדנוזין ולחץ השינה עוקבים אחר דפוסי היממה, מנגנון זה עשוי לסנכרן את הסתגלות המוח עם מחזורי התנהגות כגון מנוחה ופעילות. המחקר מספק תובנה חדשה לגבי האופן שבו המוח מתאם את השימוש באנרגיה, איתות עצבי ויכולת למידה לאורך היום.
